[发明专利]一种时序可编程的复合激光脉冲控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种时序可编程的复合激光脉冲控制系统及控制方法，其系统包括第一激光器、第二激光器、第一声光模块、第二声光模块和时序信号控制单元，第一激光器和第二激光器分别向第一声光模块和第二声光模块发射入射角为布拉格角的第一激光和第二激光；第一声光模块使第一激光发生布拉格衍射，形成第一衍射光和第二衍射光，第二衍射光以布拉格角入射至第二声光模块；第二声光模块使第二激光和第二衍射光发生布拉格衍射，形成第三衍射光和第四衍射光，其中之一可作为复合激光；时序信号控制单元向所述第一声光模块和第二声光模块发射电信号以控制各声光模块衍射光与入射光的光强之比，从而调节复合激光中两种激光的强度和时序关系。

技术领域

本发明属于激光技术领域，更具体地，涉及一种时序可编程的复合激光脉冲控制系统及控制方法。

背景技术

激光器按照其时间连续性可分为连续激光器与脉冲激光器。连续激光器的优势在于输出稳定，可以多模运行，平均功率较高，但峰值功率通常较低。脉冲激光器的优势在于具有较高的峰值功率，单模输出光品质较好，但单脉冲能量有限。而在一些特殊的应用场景下，例如激光焊接和激光切割时，单一种类的连续或脉冲激光加工通常无法满足加工需求，需将连续激光与脉冲激光合束成复合激光后使用。

目前复合激光合束方式主要有波长合束，偏振合束等，其中波长合束主要采用光栅器件完成，具有不同波长的激光在经过光栅后产生叠加，合束后光束的强度得到了提高，合束效果好。然而，光栅的制作工艺复杂，且损伤阈值较低，无法承受较高功率激光的合束，且制备完成的光栅具有确定的光栅常数，因此该方法对激光的波长及光束质量选择性较强。偏振合束，是将两个偏振方向正交的线偏光通过偏振合束镜进行空间合束的技术方法，该方案需要入射的激光必须是偏振光，高损伤阈值的偏振合束镜制作工艺较为复杂。另一方面，现有的合束方式中，合束器件都是被动光学元件，仅能实现入射激光能量的合并，而无法对复合激光的能量和时序进行动态调整与控制。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种时序可编程的复合激光脉冲控制系统及控制方法，其目的在于不限定激光的偏振态以及在较宽的波长范围内实现两束入射激光的复合，且可灵活调控两种激光的强度和时序关系。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种时序可编程的复合激光脉冲控制系统，其特征在于，包括第一激光器、第二激光器、第一声光模块、第二声光模块和时序信号控制单元，其中

第一激光器用于向第一声光模块发射入射角为布拉格角θ_B的第一激光；

第一声光模块用于产生超声场以使第一激光发生布拉格衍射，形成第一衍射光和第二衍射光，第二衍射光以布拉格角θ_B入射至第二声光模块；

第二激光器用于向第二声光模块发射入射角为布拉格角θ_B的第二激光，且第二激光和第二衍射光位于第二声光模块光学法线的两侧；

第二声光模块用于产生超声场以分别使第二激光和第二衍射光发生布拉格衍射，形成对应于第二激光的第一子衍射光和第二子衍射光以及对应第二衍射光的第三子衍射光和第四子衍射光，所述第一子衍射光与所述第四子衍射光的传播方向相同，合成第三衍射光，所述第二子衍射光与第三衍射光的传播方向相同，合成第四衍射光，以第三衍射光和第四衍射光中的至少一种作为复合激光；

时序信号控制单元，用于向所述第一声光模块和第二声光模块发射电信号以控制各声光模块中的超声场强度，调节衍射光与入射光的光强之比。

优选地，所述第一激光器和第二激光器中的一种为连续激光器，另一种为脉冲激光器。